В прошлом году компания Geehy представила первый в отрасли двухъядерный MCU реального времени на Cortex-M52, а теперь выпустила G32R430 — микроконтроллер для энкодеров на базе Arm Cortex-M52 с двумя 16-разрядными АЦП и аппаратным ускорителем ATAN (арктангенса) для вычисления электрического угла менее чем за 1 мкс в высокоточных энкодерах и системах управления движением.
Микроконтроллер работает на частоте 128 МГц и использует тесно связанную память ITCM/DTCM для детерминированного выполнения без состояний ожидания, а также кэш объемом 4 КБ для контуров управления с низкой задержкой. Он интегрирует два 16-разрядных высокоточных АЦП с поддержкой синхронной выборки, дополнительный 12-разрядный АЦП, несколько аналоговых компараторов, ЦАП и встроенный датчик температуры, что позволяет создавать конструкции энкодеров с минимальным количеством внешних аналоговых компонентов. Также поддерживаются различные протоколы энкодеров, включая BiSS-C, SSI, Tamagawa и SPI, а также стандартные интерфейсы, такие как USART, SPI и I²C. Благодаря промышленному температурному диапазону от –40°C до +105°C, данный MCU подходит для серводвигателей, промышленных роботов, абсолютных и инкрементальных энкодеров, станков с ЧПУ, а также систем интеллектуальной автоматизации и управления движением.
Характеристики Geehy G32R430:
- ЦП – Одноядерный Arm Cortex-M52 с тактовой частотой 128 МГц, кэш 4 КБ
- Ускоритель – Встроенный аппаратный блок тригонометрических вычислений (TMU) с поддержкой операций ATAN (арктангенс) для применения в энкодерах
- Память
- Всего 48 КБ статической памяти (TCM), включая 16 КБ DTCM и 32 КБ ITCM
- 8 КБ системной памяти для загрузчика
- Доступ DMA ограничен памятью DTCM
- Хранилище – до 128 КБ флеш-памяти
- Периферия
- До 48 линий GPIO с возможностью подключения к внешним прерываниям
- 2x 16-разрядных АЦП (всего до 12 каналов)
- 1x 12-разрядный АЦП (до 16 каналов)
- 2x 10-разрядных ЦАП
- 4x Программируемых аналоговых компаратора (COMP)
- 2x USART (до 16 Мвыб/с) с управлением разрешением передачи RS485
- 1x I2C (до 400 кГц)
- 1x SPI (до 50 Мбит/с)
- 1x Встроенный датчик температуры
- 1x Контроллер DMA с 8 каналами
- Таймеры
- 1x 16-разрядный расширенный таймер (4 комплементарных канала, ШИМ, мертвое время, торможение)
- 3x 16-разрядных таймера общего назначения
- 1x 16-разрядный энергоэффективный таймер
- 2x Сторожевых таймера (независимый IWDT + оконный WWDT)
- 1x SysTick Таймер (24-разрядный)
- Часы реального времени (RTC) с функциями календаря и будильника
- Тактирование
- HSE – внешний кварцевый резонатор 8–26 МГц
- LSE – внешний кварцевый резонатор 32,768 кГц
- HSI – внутренний RC-генератор 8 МГц (калибруется на заводе)
- LSI – внутренний RC-генератор 32 кГц
- PLL – Фазовая автоподстройка частоты, максимальная выходная частота 128 МГц
- Отладка – Интерфейс Serial Wire Debug (SWD)
- Безопасность
- Сброс при включении/отключении питания (POR/PDR)
- Программируемый детектор напряжения (PVD)
- Детектирование основного питания (EVS)
- Питание
- Напряжение питания – 1,7 В … 3,6 В
- Энергоэффективные режимы – Stop (<15 мкА) и Standby (<2 мкА)
- Варианты корпусов
- UFBGA64 (5×5 мм)
- QFN60 (6×6 мм)
- QFN48 (7×7 мм)
- QFN32 (5×5 мм)
- Рабочая температура – от -40°C до 105°C / 125°C (окружающая среда/переход)
- Защита от ЭСР – HBM 4 кВ и CDM 1 кВ
Главным преимуществом G32R430 является сочетание технологии Helium (MVE) в ядре Cortex-M52 со специализированным аппаратным блоком TMU, который разгружает программное обеспечение от вычисления углов. В Geehy заявляют, что такой подход повышает скорость обратной связи по положению примерно на 40% по сравнению с традиционными программными методами. Благодаря сочетанию ядра Cortex-M52, включающего векторные расширения Arm Helium, и собственного аппаратного ускорителя ATAN (арктангенса), MCU обеспечивает задержку вывода электрического угла менее 1 мкс с точностью лучше 0,0001°, поддерживая магнитные энкодеры с разрешением 17 бит и выше, а также оптические энкодеры с разрешением более 23 бит.
Что касается программного обеспечения, Geehy предоставляет SDK с низкоуровневыми драйверами периферии, промежуточным ПО и специфическими пакетами поддержки плат (BSP) для MCU G32R430 и оценочной платформы G32R430 TinyBoard. Для полного использования аппаратного блока TMU в SDK включены предварительно скомпилированные библиотеки ATAN2, оптимизированные для компиляторов AC6 и ICC, что позволяет разработчикам реализовать высокоточное вычисление угла с минимальной задержкой. Отладка осуществляется с помощью стандартных пробников CMSIS-DAP или встроенного эмулятора Geehy-Link, который присутствует в оценочном комплекте.
Из примечания по применению (в настоящее время только на китайском языке) для платы G32R430 TinyBoard видно, что плата включает до 34 используемых GPIO, два светодиода, пользовательскую кнопку и кнопку сброса, интерфейсы связи, такие как USART, I²C EEPROM, RS-485 и RS-422, а также встроенный отладчик GEEHY-LINK, поддерживающий как загрузку прошивки, так и отладку.
Ранее рассматривались различные MCU для управления двигателями, от начального уровня, таких как Renesas RA2T1 (Cortex-M23) и серия Texas Instruments F28E12x C2000 , до высокопроизводительных микроконтроллеров, таких как Renesas RA8T2 (Cortex-M85) и Infineon PSoC Control C3 . Однако Geehy G32R430 отличается, поскольку другие чипы предназначены для непосредственного управления двигателем, тогда как G32R430 создан для размещения внутри энкодера.
На момент написания доступны четыре варианта G32R430 (SKU) с различными корпусами, количеством линий ввода-вывода и каналов АЦП. Компания не упоминает ничего о ценах и наличии в пресс-релизе; однако по электронной почте сообщили, что линейка продуктов G32R430 еще не запущена на зарубежных рынках. Кроме того, плата TinyBoard не пошла в серийное производство, хотя ограниченное количество образцов выделено для текущих оценок клиентами. Дополнительная информация доступна на странице продукта .
Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.